公路路面施工过程中沥青摊铺施工技术

朱伟串

(广东省高速公路有限公司粤赣分公司，广东 河源 517000)

1 沥青路面摊铺机研发现状分析

公路路面在运营期间，由于温湿度变化、降雨、车辆等外部荷载原因，会导致沥青路面出现一定程度的损伤，可能与路面摊铺质量密切相关。影响沥青路面摊铺机施工质量的因素一般包括摊铺速度、物料传送能力、材料含水量等。鉴于此，国内外学者和工程技术人员从上世纪80年代就开展大量地理论分析、实验研究等来自主研发沥青路面摊铺机，在设备技术水平、使用性能等方面达到了国际先进水平，并广泛应用在公路沥青工程施工作业中，但是摊铺机仍存在一些需要创新的方面。

(1)液压系统

传统的摊铺机行走、螺旋、刮板系统选择机械传动方式较多，存在无级调速困难、效率低等问题，适合摊铺宽度不超过5 m的低等级公路路面。随着公路建设标准的提高，路面摊铺宽度越来越大，应当选择传动效率高、控制性能好的全液压摊铺机。

(2)行驶驱动机构

国内摊铺机行走方式大多是履带式，履带张紧和缓冲装置、驱动装置等会直接干扰其摊铺质量，其中张紧和缓冲装置常用液压油张紧蓄能器缓冲，驱动装置中液压马达+行星齿轮减速器效果更佳。

(3)恒速控制系统

在公路沥青路面摊铺作业中，如果摊铺速度不稳定，会严重影响路面平整度。目前，公路沥青路面摊铺机大多运用了“恒速控制技术”，有两种形式：(1)在摊铺机中安装电子调速器，当负荷引起发动机转速改变时，电子调速器可以通过改变发动机的供油量来恢复发动机的转速；(2)在摊铺机行走机构的终端减速箱或液压马达上布置上速度传感器，实时测量其速度信号，并及时反馈给速度控制器，确保摊铺机械恒速摊铺路面。

2 公路沥青路面摊铺工序及施工参数确定

2.1 摊铺机施工工序

摊铺机是公路沥青混合料路面摊铺作业的关键设备。沥青路面在摊铺前应当首先利用自卸汽车将沥青卸入摊铺机料仓内，然后通过刮板输送器运至摊铺室，再将沥青混合料用振捣器捣实，随后按照设计摊铺宽度、厚度等摊铺整平进入下一工序，如图1所示。

图1 沥青路面摊铺机施工工序

2.2 摊铺参数确定

(1)摊铺宽度。

在确定沥青混合料路面摊铺宽度时，应当在保障路面摊铺质量的条件下，最大程度的减少纵向接缝数量、提高摊铺宽度，尽量做到一次全幅摊铺。营运高速公路沥青摊铺往往不能做到单幅封闭施工，需要分车道封闭施工，纵向接缝无法避免，宜将其设在行车道中间，避开车辆轮迹带，以改善行车道的平整度。

为了提高路面摊铺质量，分幅沥青摊铺时应当遵循以下几个方面的原则：(1)摊铺时应在接缝两侧重叠至少2～5 cm；(2)如果沥青混合料需摊铺两层以上，上下接缝错开间距必须大于20 cm；(3)沥青混合料摊铺机开展梯队作业时，前后摊铺机之间应间隔10 m以上；(4)沥青路面摊铺宽度应左右对称，不出现“走偏”现象。

摊铺带数量n可按下式确定

式中：B为沥青路面宽度，m；b为摊铺机熨平板宽度，m；x为路面接缝两侧重叠宽度，cm。

分车道沥青摊铺应当遵循以下几个方面的原则：施工过程中不可避免会产生纵向冷接缝。为保证路面的施工质量，需对冷接缝采用如下方式进行处理：摊铺机摊完一幅后，经碾压检验合格，再用3 m直尺检查冷接缝边缘，将不合格的沥青混凝土用切割机切除，切面应平行于路面中心线。第二幅摊铺时以第一幅摊铺面作为纵向基准线，另一个传感器为横坡传感器，共同控制摊铺机的行走。摊铺时应重叠5～10 cm，在碾压前人工将重叠的沥青混凝土铲除，并修补纵缝。

(2)摊铺厚度。

相关研究成果表明，沥青路面摊铺层厚度最小值宜超过混合料最大粒径2倍，主要原因在于：当沥青摊铺层厚较小，可能会干扰摊铺机熨平板上下浮动。此时熨平板难以正常倾斜，甚至产生负倾斜而使得其两翼后拉，导致熨平板断裂而影响沥青路面摊铺质量。在沥青摊铺厚度初步拟定之后，还应测定路面实际摊铺厚度，如有必要可及时调整。同时，公路沥青路面在摊铺前应设宽度5～10 cm方垫木，长度稍长于熨平板，厚度是摊铺层厚度的1.15～1.20倍。

(3)自动找平装置调整。

3 公路沥青路面摊铺质量控制要点

3.1 施工放样及下承层准备

(1)施工放样

公路沥青路面在摊铺之前必须对其平面位置和高程放样，放样方法通常采用导线法。平面位置放样是为了确定待摊铺路面的中线和边线(摊铺范围)，高程放样是为了计算下承层和路线设计高程之间的差值，以确保摊铺厚度达到路面设计厚度。

(2)下承层准备

在摊铺沥青路面时下承层会影响路面结构的整体性能。路面施工的下承层可能是基层、下面层、中面层等，且各下承层在摊铺前的处置措施不同。如果摊铺下承层是基层，应当在基层施工结束后及时喷透层油(稀释沥青、煤沥青、乳化沥青等)，以确保基层和面层之间的结合，保护基层在路面摊铺期间不容易破坏。如果摊铺下承层是中面层或下面层，应当在中、下面层完成后喷粘层油，以提高沥青面层之间的粘结力。

3.2 摊铺设备选择

经过市场调查，常用的公路沥青路面摊铺设备一般包括履带式、轮胎式、复合式等，其生产能力一般利用最大摊铺宽度确定，摊铺机具体分类和适用范围见表1。

表1 沥青摊铺设备生产能力及适用范围

技术人员可根据沥青路面横断面宽度、工期要求、工程量、工程预算等因素选择合适的摊铺设备，摊铺机生产率Q可按下式计算。

Q=hBv0ρKB

式中：Q为搅拌机生产率，t/h；KB为时间利用系数，0.75～0.95；v0摊铺速度，m/h；B为摊铺宽度，m；h为摊铺厚度，m；ρ为沥青混合料密度，t/m3。

3.2 沥青摊铺施工控制要点

(1)自动找平装置调整

沥青路面摊铺机的自动找平装置是根据系统中机械、电控和液压之间的匹配关系来实现其工作的，有纵向调节子系统和横向调节子系统。在使用摊铺机找平装置之前应正确安装传感跟踪元件及纵、横向坡度传感器，并以已完成摊铺层作基准面。同时，最后一层路面摊铺整平时不宜利用自动调平装置，使用摊铺机本身自动调平功能效果更佳，且摊铺机越大，整平效果越好。

当摊铺机的摊铺宽度小于7.5 m时，熨平板组合刚度大，应选择纵向-横向组合调平；当摊铺机的摊铺宽度超过7.5 m时，熨平板组合刚度逐渐减小，此时受力较为复杂，油缸难以将熨平板一侧抬放，从而导致横向坡度传感器中信号失真，调平系统无法正常工作，故应在摊铺沥青混合料期间两侧均设基准线来控制横坡，并在摊铺机两侧安装纵向高度传感器来实现调平目标。

(2)摊铺施工

在沥青混合料路面摊铺期间应从以下几个方面控制施工质量：①沥青拌合站供料应及时，确保面层摊铺连续，且混合料的搅拌温度、出厂温度、拌和均匀性等满足规范要求；②为避免沥青混合料产生离析现象，摊铺速度应稳定在2～5 m/min范围内；③路面摊铺结束后应进行初压、复压、终压以确保路面施工质量，如果存在路面不平整现象，及时修整；④沥青路面摊铺碾压完工后，为了确保路面不发生变形，路面压实完成24 h或待路面降至气温后，方能允许施工车辆通行。

(3)摊铺机养护

公路沥青路面摊铺机日常任务结束之后，可选择柴油来清理与沥青接触的各部件，尤其熨平板地养护至关重要。

4 结 语

(1)摊铺机是公路沥青混合料路面摊铺作业的关键设备，摊铺机可从液压系统、行驶驱动机构、恒速控制系统等方面来优化。

(2)沥青路面在摊铺前需经过运料、卸料、振捣器初步捣实、摊铺整平等工序。

(3)公路沥青路面在摊铺之前宜用导线法对其平面位置和高程放样，并根据下承层类型的不同采取相应的处治措施。

(4)公路沥青路面摊铺施工工艺要点包括摊铺宽度、摊铺厚度、自动找平装置调整、摊铺机养护等方面。